2005. Információelmélet Nagy Szilvia 1. Az információelmélet alapfogalmai.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Események formális leírása, műveletek
Advertisements


„Esélyteremtés és értékalakulás” Konferencia Megyeháza Kaposvár, 2009
Készítette: Boros Erzsi
Valószínűségszámítás
Adat információmennyisége és információtartalma
Erőállóképesség mérése Találjanak teszteket az irodalomban
Az előadásokon oldandók meg. (Szimulációs modell is tartozik hozzájuk)
Eseményalgebra Eseményalgebra.
Függvények Egyenlőre csak valós-valós függvényekkel foglalkozunk.
MI 2003/9 - 1 Alakfelismerés alapproblémája: adott objektumok egy halmaza, továbbá osztályok (kategóriák) egy halmaza. Feladatunk: az objektumokat - valamilyen.
Műveletek logaritmussal
Valószínűségszámítás
Euklidészi gyűrűk Definíció.
Gyűrűk Definíció. Az (R, +, ·) algebrai struktúra gyűrű, ha + és · R-en binér műveletek, valamint I. (R, +) Abel-csoport, II. (R, ·) félcsoport, és III.
4. VÉGES HALMAZOK 4.1 Alaptulajdonságok
Valószínűség számítás
A tételek eljuttatása az iskolákba
Mérés és adatgyűjtés laboratóriumi gyakorlat Karakterisztikák mérése 1 Makan Gergely, Mingesz Róbert, Nagy Tamás V
Virtuális méréstechnika 12. Óra Karakterisztikák mérése November 21. Mingesz Róbert v
A diákat jészítette: Matthew Will
Bizonytalanság A teljesen megbízható következtetést lehetővé tevő tudás hiánya Egy esemény bizonytalansága  objektív  szubjektív Módszerek  numerikus.
Védőgázas hegesztések
Valószínűségszámítás
Eseményalgebra, kombinatorika
Valós számok Def. Egy algebrai struktúra rendezett test, ha test és rendezett integritási tartomány. Def. Egy (T; +,  ;  ) rendezett test felső határ.
6. SZÁMELMÉLET 6.1. Oszthatóság
Szerkezeti elemek teherbírásvizsgálata összetett terhelés esetén:
Asszimptotikus viszonyok. Asszimptotikus viszonyok számításánál felhasználható ismeretek: 1.Az asszimptotikus viszonyok reláció-tulajdonságai: A következő.
INFORMATIKA Számítógéppel segített minőségbiztosítás (CAQ)
DRAGON BALL GT dbzgtlink féle változat! Illesztett, ráégetett, sárga felirattal! Japan és Angol Navigáláshoz használd a bal oldali léptető elemeket ! Verzio.
Valószínűségszámítás
dr. Szalkai István Pannon Egyetem, Veszprém
Az Alakfelismerés és gépi tanulás ELEMEI
szakmérnök hallgatók számára
Exponenciális egyenletek
Logikai szita Izsó Tímea 9.B.
Gazdaságstatisztika 11. előadás.
Gazdaságstatisztika 10. előadás.
ÁRAMLÓ FOLYADÉKOK EGYENSÚLYA
Alapfogalmak.
Két kvantitatív változó kapcsolatának vizsgálata
Csurik Magda Országos Tisztifőorvosi Hivatal
A klinikai transzfúziós tevékenység Ápolás szakmai ellenőrzése
QualcoDuna interkalibráció Talaj- és levegövizsgálati körmérések évi értékelése (2007.) Dr. Biliczkiné Gaál Piroska VITUKI Kht. Minőségbiztosítási és Ellenőrzési.
Információelmélet 1. Előadás Dr. Nagy Szilvia Széchenyi István Egyetem Győr, 2006 tavaszi félév.
Valószínűségszámítás
Határozatlan integrál
1. Melyik jármű haladhat tovább elsőként az ábrán látható forgalmi helyzetben? a) A "V" jelű villamos. b) Az "M" jelű munkagép. c) Az "R" jelű rendőrségi.
Információ- és hírközléselmélet '991 Információ- és Hírközléselmélet Vassányi István, Információelmélet –forráskódolás –csatornakódolás.
A termelés költségei.
Címlap Bevezetés az információelméletbe Keszei Ernő ELTE Fizikai Kémiai Tanszék
Valószínűségszámítás
Nagy Szilvia 13. Konvolúciós kódolás
Valószínűségszámítás II.
Többdimenziós valószínűségi eloszlások
Nagy Szilvia 7. Lineáris blokk-kódok
2005. Információelmélet Nagy Szilvia 2. A forráskódolás elmélete.
Nagy Szilvia 6. Forráskódolás alapjai
előadások, konzultációk
Címlap Betekintés a valószínűségszámításba Keszei Ernő ELTE Fizikai Kémiai Tanszék
1 Az igazság ideát van? Montskó Éva, mtv. 2 Célcsoport Az alábbi célcsoportokra vonatkozóan mutatjuk be az adatokat: 4-12 évesek,1.
A termelés költségei.
A kommunikáció értelmezése
MI 2003/8 - 1 Alakfelismerés alapproblémája: adott objektumok egy halmaza, továbbá osztályok (kategóriák) egy halmaza. Feladatunk: az objektumokat - valamilyen.
2005. Információelmélet Nagy Szilvia 1. Az információelmélet alapfogalmai 2. A forráskódolás elmélete 3. Forráskódolási módszerek.
Információelmélet 1 Eszterházy Károly Főiskola, Eger Médiainformatika intézet Információs Társadalom Oktató- és.
Valószínűségszámítás és statisztika előadások
Gazdaságinformatikus MSc
Előadás másolata:

2005. Információelmélet Nagy Szilvia 1. Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 2 Az információelmélet kezdetei Állatvilágról Emberi információcsere fontosabb lépései –közvetlen információcsere –távoli személyek közti információcsere –gépekkel való hírközlés –gépek által generált adatforgalom Az információelmélet kezdetei, Hartley, Shannon Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 3 Az információelmélet kezdetei Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 4 Az információelmélet kezdetei Állatvilágról Emberi információcsere fontosabb lépései –közvetlen információcsere –távoli személyek közti információcsere –gépekkel való hírközlés –gépek által generált adatforgalom Az információelmélet kezdetei, Hartley, Shannon Az információelmélet a gyakorlatban Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 5 Shannon hírközlési modellje Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai információforrás adó csatorna – zajforrás vevő rendeltetési hely

Széchenyi István Egyetem 6 A hírközlés során egy üzenetet juttatunk el egy tér- és időbeli pontból egy másikba. Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet vevő/nyelődekódolókódolóforrás/adó csatorna tényleges forrás mintavételezés kvantálás forráskódolás Lehet folytonos jel A forrás jelét diszkrét jellé alakítja át és tömöríti Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Shannon hírközlési modellje

Széchenyi István Egyetem 7 A hírközlés során egy üzenetet juttatunk el egy tér- és időbeli pontból egy másikba. Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet vevő/nyelődekódolókódolóforrás/adó csatorna Csatornakódolás avagy hibajavító kódolás: lehetővé teszi a zajos csatornán való biztonságos(abb) üzenetátvitelt, a keletkező hibák jelzését kijavítását. Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Shannon hírközlési modellje

Széchenyi István Egyetem 8 A hírközlés során egy üzenetet juttatunk el egy tér- és időbeli pontból egy másikba. Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet vevő/nyelődekódolókódolóforrás/adó csatorna modulátorcsatorna demodulátor, döntő Átalakítja a kódolt üzenetet a csatornán átvihető jellé. torzul a jel Eldönti, hogy a lehetséges leadott jelalakok közül melyiket adhatták. Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Shannon hírközlési modellje

Széchenyi István Egyetem 9 A hírközlés során egy üzenetet juttatunk el egy tér- és időbeli pontból egy másikba. Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet vevő/nyelődekódolókódolóforrás/adó csatorna Kijavítja és/vagy jelzi a vett jelek hibáit. Elvégzi a csatornakódolás inverz műveletét. Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Shannon hírközlési modellje

Széchenyi István Egyetem 10 A hírközlés során egy üzenetet juttatunk el egy tér- és időbeli pontból egy másikba. Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet vevő/nyelődekódolókódolóforrás/adó csatorna vevő a forráskódolás inverze a helyreállított üzenetet „kitömöríti” értelmezi az üzenetet Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Shannon hírközlési modellje

Széchenyi István Egyetem 11 Esemény : sokszor végrehajtható kísérlet eredménye. Kísérlet, ill. kimenetel lehet például: Egy dobozból golyókat veszünk ki, és vizsgáljuk a színüket. Esemény, hogy piros, zöld, lila, … golyót találtunk. Fej vagy írást játszunk egy érmével. Esemény: a fej vagy az írás oldal van felül. Minden kedden reggel 7 és 8 óra között vizsgáljuk egy buszmegállóban a megálló buszok számát. Esemény: 0 busz állt meg, 1, 2, … busz állt meg. Egy hírközlési csatornára bocsátunk egy bizonyos jelet és vizsgáljuk a kimeneti jelet. Esemény: a vett jel azonos a leadottal, a vett jel amplitúdója azonos a leadottéval, de a frekvenciája kétszeres, … Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 12 Az A esemény ellentett eseménye a kísérlet minden A-n kívüli kimenetele. Jelölés: A. Egy A esemény valószínűsége: nagyon sokszor elvégezve a kísérletet A valószínűség jellemzői: 1 ≥ p(A) ≥ 0, az 1 valószínűségű esemény biztosan bekövetkezik, a 0 valószínűségű sohasem következik be. p(A)+p(A) = 1. Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 13 A Kolmogorov-féle valószínűségi axiómákról: Eseménytér : Az elemi események összessége:  ; a teljes esemény Események halmaza: S Lehetetlen esemény: O. Az S halmaz akkor és csak akkor  -algebra, ha  S és O  S, ha A i  S  i-re, akkor ha A 1  S és A 2  S, akkor Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 14 A Kolmogorov-féle valószínűségi axiómákról: Minden A  S eseményhez rendelhető egy p(A) szám, az A valószínűsége, melyre a következők igazak: 0 ≤ p(A) ≤ 1 p(  )=1 ha A i ∙ A j = 0  i ≠ j-re, akkor Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 15 Egy dobozban 15 sárga, 6 lila, 42 fehér és 11 kék golyó van. Mi a valószínűsége, hogy ha egyetlen golyót veszünk ki a dobozból (nem odanézve), akkor az kék lesz: sárga lesz: nem sárga lesz: kék vagy lila lesz: piros lesz: Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 16 Egy A és egy B esemény szorzatán azt értjük, ha A és B is bekövetkezik. A és B együttes bekövetkezési valószínűsége: p(A∙B ). Egy A és egy B esemény összege az, ha vagy A, vagy B (vagy mindkettő) bekövetkezik. Valószínűsége: p(A+B ). Az A és B események függetlenek, ha semmiféle befolyással nincs A-nak a bekövetkezése a B bekövetkezésére. Ekkor p(A∙B )= p(A ) ∙ p(B ). Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 17 Egy A és egy B esemény szorzatán azt értjük, ha A és B is bekövetkezik. A és B együttes bekövetkezési valószínűsége: p(A∙B ). Egy A és egy B esemény összege az, ha vagy A, vagy B (vagy mindkettő) bekövetkezik. Valószínűsége: p(A+B ). Egyéb esetekben p(A∙B )≠ p(A) ∙ p(B ), csak azt lehet tudni, hogy p(A+B ) = p(A) + p(B) – p(A∙B ), és p(A∙B ) ≤ p(A ) ∙ p(B ). Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 18 Egy dobozban 15 sárga, 6 lila, 42 fehér és 11 kék golyó van. Mi a valószínűsége, hogy ha két golyót veszünk ki a dobozból (nem odanézve), akkor az 1. kék lesz, a 2. fehér: mindkettő sárga lesz: valamelyik sárga lesz: egyik sem lesz sárga: Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 19 Egy hírközlési csatorna bemenetén és kimenetén megjelenő jelek nem függetlenek egymástól. Ha B jelet vettünk akkor annak a valószínűsége, hogy A jel volt a csatorna bemenetén: A-nak B feltétel melletti feltételes valószínűsége Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 20 Az is érdekes, hogy ha A jelet adok, milyen B kerül a csatorna kimenetére, ez B-nek A feltétel melletti feltételes valószínűségével, p( B|A )-val írható le: A kölcsönös és feltételes valószínűségek között fennáll: p(A∙B )=p(B ) ∙ p( A|B )= p(A ) ∙ p( B|A ) Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 21 Egy dobozban 15 sárga, 6 lila, 42 fehér és 11 kék golyó van. Mi a feltételes valószínűsége annak, hogy ha az első kihúzott golyó kék volt, akkor a második fehér: kék: nem kék: Mi annak a feltételes valószínűsége, hogy az első kék volt, ha a második kék: Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól

Széchenyi István Egyetem 22 Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól Ha az eseményekhez számértékek rendelhetők, (pl. árammérés), akkor kíváncsiak lehetünk a kísérlet eredményének várható érték ére. Legyen A={A 1, A 2, … A n } számhalmaz a kísérlet kimenetének értékkészlete, az A 1 kimenet valószínűsége p(A 1 ), … az A n -é p(A n ). Ekkor A várható értéke Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 23 Matematikai kitérő – A valószínűségszámítás alapfogalmairól Az is érdekelhet minket, hogy átlagosan mennyire fog eltérni az eredmény a várhatóértéktől, ezt a szórás sal jellemezhetjük: Ha több kísérletet vizsgálunk, A és B korreláció ja írja le az, hogy mennyire függ a kettő egymástól Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 24 Az információ Az információ valamely véges számú, előre ismert esemény közül annak megneve- zése, hogy melyik következett be. Alternatív megfogalmazás: az információ mértéke azonos azzal a bizonytalansággal, amelyet megszüntet. Hartley: m számú, azonos valószínűségű esemény közül egy megnevezésével nyert információ: (log 2 m kérdéssel azonosítható egy elem) Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 25 Az információ Az információ valamely véges számú, előre ismert esemény közül annak megneve- zése, hogy melyik következett be. Alternatív megfogalmazás: az információ mértéke azonos azzal a bizonytalansággal, amelyet megszűntet. Shannon: minél váratlanabb egy esemény, bekövetkezése annál több információt jelent. Legyen A={A 1, A 2, … A m } esemény- halmaz, az A 1 esemény valószínűsége p 1, … az A m -é p m. Ekkor az A i megnevezésekor nyert információ: Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai Megjegyzés: ha p i =1/m, minden i-re, visszakapjuk Hartley definícióját.

Széchenyi István Egyetem 26 Az információ tulajdonságai 1.Csak az esemény valószínűségének függvénye. 2.Nem negatív: I ≥ 0 3.Additív: ha m = m 1 ∙m 2, I(m 1 ∙m 2 ) = I(m 1 ) + I(m 2 ) 4.Monoton: ha p i ≥ p j, akkor I(A i ) ≤ I(A j ) 5.Normálás: legyen I(A)=1, ha p(A)=0,5. Ekkor kettes alapú logaritmus használandó és az információegysége a bit. Megjegyzés: ha tízes alapú logaritmust (lg-t) használunk, a hartley, az egység. Ekkor a normálás: I(p=0,1)=1. Ha természetes alapú logaritmussal definiáljuk az információt (I=−ln p), akkor a natban mérjük az információt, a normálás pedig I(p=1/e)=1. Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 27 Az információ A forrásunk a következő üzenetet adta le: „ ccndnddnnncdnndncdncdncdncdnnnnc dcdncdcnnncdcccdcddcdccccnnn ” (21 db „ c ”, 22 db „ n ”, 17 db „ d ”) Mekkora az információtartalma a „ c ” szimbólum kibocsátásának? p( c ) = 21/( ) = 21/60 = 0,35 I( c ) = − log 2 0,35 = −ln 0,35/ln 2 = 1,51 Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 28 Az információ A forrásunk a , , , ,  szimbólumokat bocsátja ki p  =0,12, p  =0,37, p  =0,06, p  =0,21, p  =0,24 valószínűséggel. Mi az információtartalma annak a közlésnek, hogy a  jelet adta? I(  ) = − log 2 0,37 = − ln 0,37/ln 2 = 1,43 Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 29 Az entrópia Az entrópia az információ várható értéke: Az entrópia tulajdonképpen annak a kijelentésnek az információtartalma, hogy az m db egymást kizáró esemény közül az egyik bekövetkezett. A p log 2 p kifejezés p  0 esetén: Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia Információelmélet L’Hospital- szabály szerint Információelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 30 Az entrópia A forrásunk a következő üzenetet adta le: „ ccndnddnnncdnndncdncdncdncdnnnnc dcdncdcnnncdcccdcddcdccccnnn ” (21 db „ c ”, 22 db „ n ”, 17 db „ d ”) Mekkora az üzenet entrópiája? p( c )=21/60=0,35 p( n )=22/60=0,37 p( d )=17/60=0,28 H( c ) = −0,35 log 2 0,35 = −0,35 ∙(ln 0,35/ln 2)= = −0,35∙(−1,51) = 0,53 H( n ) = −0,37 log 2 0,37 = −0,37 ∙(ln 0,37/ln 2)= = −0,37∙(−1,43) = 0,53 H( d ) = −0,28 log 2 0,28 = −0,28 ∙(ln 0,28/ln 2)= = −0,28∙(−1,84) = 0,51 Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 31 Az entrópia A forrásunk a , , , ,  szimbólumokat bocsátja ki egyforma, p  = p  = p  = p  = p  = 0,2 valószínűséggel. Mennyi a forrás, mint halmaz entrópiája? H( , , , ,  ) = (− 0,2 log 2 0,2)  5 = 2,32 Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 32 Az entrópia A forrásunk a , , , ,  szimbólumokat bocsátja ki p  =0,12, p  =0,37, p  =0,06, p  =0,21, p  =0,24 valószínűséggel. Mennyi a forrás, mint halmaz entrópiája? H( , , , ,  ) = −0,12 log 2 0,12 − − 0,37 log 2 0,37 − 0,06 log 2 0,06 − − 0,21 log 2 0,21 − 0,24 log 2 0,24 = = 0,37+0,53+0,24+0,47+0,49 = =2,1 Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 33 Az entrópia tulajdonságai 1. Nem negatív: H( p 1, p 2, …, p m ) ≥ 0 2.Az események valószínűségeinek folytonos függvénye. 3. H( p 1, p 2, …, p m, 0 ) = H( p 1, p 2, …, p m ) 4.Ha p i = 1, a többi p k = 0, ( k=1, …, i−1, i+1,…, m ), akkor H( p 1, p 2, …, p m ) =0. 5. H( p 1, p 2, …, p m ) ≤ H( 1/m, 1/m, … 1/m ) 6.H(p 1, …, p k−1,p ℓ,p k+1,…,p ℓ−1,p k,p ℓ+1,…,p m ) = H( p 1, p 2, …, p m ),  k, ℓ ; azaz az entrópia szimmetrikus változóinak cseréjére. Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 34 A kölcsönös entrópia Legyen A={A 1, …, A m 1 } a lehetséges leadott jelek halmaza, B={B 1, …, B m 2 } pedig a vehető jelek halmaza. Vizsgáljuk azt az összetett eseményt, hogy egy A-beli és egy B-beli esemény is bekövetkezik. A i és B j együttes bekövetkezési valószínűsége p i,j = p(A i ∙ B j ), a két esemény együttes bekövetkezésekor nyert információ I(A i ∙ B j )=−log 2 p(A i ∙ B j )=−log 2 p i,j. Mindig igaz a kölcsönös információra, hogy I(A i ∙ B j )≥ I(A i ), és I(A i ∙ B j )≥ I(B j ). Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 35 A kölcsönös entrópia Legyen A={A 1, …, A m 1 } a lehetséges leadott jelek halmaza, B={B 1, …, B m 2 } pedig a vehető jelek halmaza. Vizsgáljuk azt az összetett eseményt, hogy egy A-beli és egy B-beli esemény is bekövetkezik. A i és B j együttes bekövetkezési valószínűsége p i,j = p(A i ∙ B j ), a két esemény együttes bekövetkezésekor nyert információ I(A i ∙ B j )=−log 2 p(A i ∙ B j )=−log 2 p i,j. A és B halmazok kölcsönös entrópiája : Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 36 A feltételes entrópia Legyen A={A 1, …, A m 1 } a lehetséges leadott jelek halmaza, B={B 1, …, B m 2 } pedig a vehető jelek halmaza. Minden A-beli esemény bekövetkezése maga után von egy B-beli eseményt. A i -nek B j -re vonatkoztatott feltételes valószínűsége p(A i | B j ). Az A halmaz B halmazra vonatkoztatott feltételes entrópiája : Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai

Széchenyi István Egyetem 37 A feltételes entrópia Legyen A={A 1, …, A m 1 } a lehetséges leadott jelek halmaza, B={B 1, …, B m 2 } pedig a vehető jelek halmaza. Minden A-beli esemény bekövetkezése maga után von egy B-beli eseményt. A i -nek B j -re vonatkoztatott feltételes valószínűsége p(A i | B j ). Mivel p(A i ∙B j )=p(B j ) ∙ p( A i |B j ) minden i-re és j-re, H(A ∙ B )= H(B) ∙ H(A|B )= H(A) ∙ H(B|A ). Így H(A) ≥ H(A∙B) ≥ 0 Alapfogalmak Történelmi áttekintés Shannon hírközlési modellje Valószínűség- számítás Információ Entrópia Kölcsönös entrópia Feltételes entrópia InformációelméletInformációelmélet - Az információelmélet alapfogalmai